Microsistemi, packaging microelettronico, applicazioni...
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Atti del Convegno “Microelectronic packaging per applicazioni intelligenti e nuove evoluzioni nel design di prodotto” Fiera IMPAtec ‘06, Vicenza, 13 ottobre 2006.
Intervento dal titolo
Microsistemi, packaging microelettronico, applicazioni industriali – innovazione dei prodotti con OPTOI
A cura di
Alfredo Maglione
Presidente Optoi Microelectronics
Atti del Convegno “Microelectronic packaging per applicazioni intelligenti e nuove evoluzioni nel design di prodotto” Fiera IMPAtec ‘06, Vicenza, 13 ottobre 2006.
Presentazione Optoelettronica Italia
Optoelettronica Italia S.r.l. é un’azienda, con sede a Trento, operante nei settori del packaging microelettronico, dei sensori al silicio e della produzione di micro-sistemi. La produzione front-end dell’azienda è fatta in collaborazione con il centro pubblico di ricerca scientifica e tecnologica (ITC-IRST), fondato nel 1976 e situato nelle vicinanze dell’azienda stessa. L’ITC-IRST possiede una linea di produzione completa che permette la realizzazione del wafer integrato partendo dal lingotto di materia prima di silicio. La stretta collaborazione con ITC-IRST è uno dei punti di forza dell’Otpoi, in quanto le permette di seguire attivamente il completo processo produttivo di prodotto. Nei primi anni della sua attività, dal 1995 al 1999, l’Optoi ha realizzato produzioni in serie limitate di sensori progettati e sviluppati seguendo le specifiche dei clienti industriali italiani. Nel 2000, viene avviata la vera e propria produzione industriale affiancata dal marketing internazionale basato sul nuovo nome commerciale dell’azienda, “Optoi Microelectronics”. Da questo momento in poi l’azienda prende piede anche nel mercato estero (Europa, Asia, America) offrendo una linea di produzione di prodotti microelettronici basati su sensori al silicio e microsistemi. La maggiore attività dell’azienda prevede lo sviluppo e la produzione di sensori al silicio, di microsistemi e di circuiti integrati per applicazioni specifiche. L’azienda fornisce inoltre un servizio di packaging microelettronico (COB, CSD; MCM; etc.) e il collaudo finale del prodotto. L’attività attuale consiste nella produzione di sensori ottici, sensori chimici e fisici, assemblaggi di microsistemi miniaturizzati e MEMs. L’80% dell’attività si basa sulla produzione di prodotti specifici richiesti dal cliente, solo il 20% si basa sulla produzione di prodotti standard. L’azienda collabora con università, istituti di ricerca e partner industriali in programmi di R&S. I campi applicativi dei prodotti sono: controlli industriali, sistemi di sicurezza, domotica, automotive e monitoraggio ambientale.
Contatti:
Optoelettronica Italia S.r.l località Spini, 115 38014 Gardolo (TN) Tel: +39-0461-991121 Fax. +39-0461-990164 email: [email protected]
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Microsistemi e
Packaging Microelettronico
Vicenza, 13/10/2006 Convegno “Microelectronic packaging per applicazioni intelligenti e nuove evoluzioni nel design di prodotto” A. Maglione
Innovazione dei prodotti
e applicazioni industriali
Presentazione
Azienda Optoi
Microsistemi e Innovazione
• Microsistemi
• Sensori in silicio
• Packaging Microelettronico
• Interfacce elettroniche
• Produzioni Custom
• Sviluppi Innovativi
• High Tech e R&D
• Qualità e Professionalità
Prodotti & Servizi Punti di Forza
• Azienda Spin-off
• Microelettronica custom
• Prodotti Innovativi
• Dal Silicio al Dispositivo
Azienda Innovativa
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Evoluzione aziendale
Passi Principali nei primi 10 anni
• 1994 - Idea iniziale di fare uno spin-off, Azienda Microelettronica Innovativa
• 1995 - Fondata società spin-off Optoelettronica Italia srl dalla Divisione Microsistemi dell’istituto ITC-irst
• 1996 - Completati i laboratori, primi sviluppi innovativi e inizio produzione di piccole serie industriali
• 2000 - Progetti e produzioni industriali, inizio mercato estero, marchio internazionale “OPTOI Microelectronics”
• 2004 - Costruzione nuova sede in zona industriale Spini di Gardolo,Certificazione ISO 9001:2000 del Sistema Gestione Qualità
• 2005 - Completata nuova sede Optoi con linea di produzione microelettronica, incremento progetti, produzioni e tecnologie
Background iniziale
• Progettazione e Realizzazione di Microsistemi in Silicio
• Ingegneria dei Materiali
• Esperienza in Applicazioni Industriali
Istituto ITC-irst
Nuova sede Optoi
Linea di produzione Optoi
Azienda “Full Service”
• Progettazione
• Produzione
• Controllo Qualità
• Rete Commerciale
Qualità e Professionalità
• Prodotti Microelettronici
• Servizi Assemblaggio
• Sviluppi Innovativi
• Progetti Ricerca
Produzione e Servizi
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• dispositivi optoelettronici
• sensori per fibre ottiche
• sensori per controllo automotive
• sensori di pressione
• sensori di flusso
• sensori di gas
• microfoni
• bio-microsistemi
• LED ad alta luminosità
• dispositivi aerospaziali
• sensori e sistemi per la domotica
• sonde per la qualità dell’acqua
• celle fotovoltaiche innovative
Produzione, Sviluppi, Ricerca
Produzione
Sviluppi
innovativi
Progetti
di ricerca
Linee di attività
per Applicazioni Innovative
• ITC-irst
• ST Microelectronics
• Hamamatsu Italia
• Datalogic
• CAEN
• Alenia Spazio
• ACCO
• Far System
• Dana
• Giuliani
• Askoll
• Eltra
• Givi
• Honeywell
• iC-Haus
• Osram
• Bosch
• Adcon Telemetry
• Bartec
• FEM Heinl
Italiani Esteri
Clienti e Partner
Rete Commerciale
• Italia (sede)• Germania• Regno Unito• Irlanda• Francia• Belgio• Olanda• Slovacchia
2005 - anno di inizio della rete commerciale estera
Rete commerciale
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• Staff: 23 persone in Optoi (18 dipendenti interni, 2 amministratori, 3 collaboratori), in convenzione con ITC-irst con il supporto di 70 persone nella divisione MIS e MT-Lab
• Fatturato: 1.9 MEuro nel 2006 (+ 30% rispetto a 1,5 MEuro nel 2005)
• Contratti: 90% attività con aziende private (PMI), 10% progetti di ricerca finanziati
• Produzione: oltre 1.000.000 di sensori prodotti nel 2005
• Progetti: oltre 30 progetti e sviluppi innovativi nel 2005
Crescita attività
Optoi turnover
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
years
KE
uro
Prospettive
• Nuovi filoni tecnologici attivati
Fotovoltaico, Bio-Microsystems, MEMS Sensors, RF-MEMS, Imaging Termico, Mon. Ambientale
• Distretto Tecnologico Trentino - “Energia e Ambiente” - habitech
Optoi è attiva in progetti per Fotovoltaico Innovativo, Domotica, Monitoraggio Ambientale.
• Network Microsistemi
Optoi e ITC-irst in un network di imprese ed enti di ricerca in sinergia sui microsistemi
• Obiettivi Optoi dei prossimi anni:
Staff: > 100 persone
Fatturato: > 10 MEuro
Estero: > 50%
Budget previsionale Optoi 2005 - 2015
0
5000
10000
15000
20000
25000
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Anni
KEuro
+ 30 % + 20 %
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Packaging di Microsistemi
Packaging microelettronicolinea in Optoi
Sensori e Microsistemi
Nuova sede Optoi
Know-How e Tecnologie
TecnologieMateriali
• Semiconduttori
• Compositi
• Polimerici
• Ceramici
• Metallici
• direct die bonding• wire bonding• hermetic welding• encapsulation• oven curing• substrate dicing• die shear test• wire pull up test• on line and final test• microsystesm dicing saw• thick film deposition• SMD assembly line …. upgrading with• flip chip die bonding• microsystems automatic test
Progettazione
• Package Microelettronico
• Microsistemi
• Sensori in Silicio
• Interfacce Elettroniche
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Tecnologie di Packaging
Packaging Package Substrate
• Polimerici: G200 Kapton Teflon
FR4
• Ceramici: Alumina LTCC Glass
• Metallici: Kovar Al-clad
Inox
• COB (Chip On Board)
• CSP (Chip Scale Package)
• MCM (Multi Chip Module)
• Stack 3D (3 Dim. Stacking)
• SMD (Surface Mount Device)
• SiP (System in Package)
Design
• Package Custom
• Package Standard
• Microsistema Custom
Dispositivi Optoelettronici
Tecnologie di Packaging
Applicazioni
• Automazione Industriale, Encoder Ottici Macchine Utensili, Robot Industriali
• Barriere Ottiche di Sicurezza Cancelli, Ascensori, Strade, Aereoporti
• Lettori di Codici a Barre Tracking, Gestione Magazzini
• COB o CSP• SMD
Prodotti
• Fotransistori• Fotodiodi• FotoASIC• LEDs
Encoder Ottico
Fototransistori
Prodotto
Applicazione
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Sensori per Fibre Ottiche
Prodotto
Progetto
FotoASIC
Dispositivo CMOS
Applicazioni
• Trasmissione Dati su Fibra Ottica Reti Ottiche e Automazione Industriale
Prodotti
• FotoASIC• Emettitori LED
Tecnologie di Packaging
• ASIC in SMD o TO package• COB o MCM
BUS ottico indutriale
Applicazione
Sensori per Automotive
Prodotto
Applicazione
Sensore a Riflessione
Macchine Movimento Terra
Applicazioni
• Controlli Automatismi, Assali per Ruote Macchine Movimento Terra
Prodotti
• Sensori ed Emettitori Ottici• Elettronica embedded
Tecnologie di Packaging
• SMD• COB
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Sensori di Pressione
Dispositivo
Componente
Sensori di Pressione in Silicio
Sensori di Pressione in package SMD
Applicazioni
• Controlli Industria del Bianco Circuiti Acqua, Lavatrici,
• Controlli Civili e Industriali Sistemi Idraulici, Sistemi Pneumatici
Prodotti
• Sensori di Pressione in silicio Tecnologia Micromaching (MEMS)
Tecnologie di Packaging
• COB• MCM con ASIC
Sensori di Flusso
Sensore di Flusso
Dispositivo
Package SMD con Pipe
Applicazioni
• Controlli Industria del Bianco Sistemi di Erogazione, Lavatrici
• Controlli Civili e Industriali Sistemi Idraulici, Impianti Ricircolo
Prodotti
• Sensori di Flusso in silicio o quarzo Tecnologia Micromaching (MEMS)
Progetto
Tecnologie di Packaging
• COB• MCM con ASIC
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Microfoni e Sensori di Vibrazioni
Applicazione
Applicazione
Macchine CNC
Videogames, Telefonini
Applicazioni
• Controlli per Vibrazioni Macchine Utensili, CNC, Sistemi Sicurezza
• Microfoni per voce Telefonini, Videocitofoni, Videogames
Prodotti
• Microfoni e Trasduttori di Vibrazioni Tecnologia Micromaching (MEMS)
Tecnologie di Packaging
• MCM con ASIC• SMD
LED ad Alta Luminosità
Dispositivo
Illuminatori a LED
Applicazioni
• Illuminazione Civile Nautica, Camper, Casa, Strade
• Illuminazione Industriale Sistemi per Telecamere
Prodotti
• Sistemi Illuminazione a LED• Interfacce Elettroniche
Sistemi
LED su PCB Tecnologie di Packaging
• COB• SMD
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Bio-Microsistemi
Dispositivi
Substrato per BioMicrosistema
Applicazione
Analisi Biomedica
Applicazioni
• Controlli in Laboratorio Sistemi Miniaturizzati per Analisi
• Settore Medicale e Farmacologico Sistemi per Test in Vitro
Prodotti
• BioMicrosistemi• Array di sensori• Microfluidica
Tecnologie di Packaging
• COB• MCM in Microsistema
Dispositivi MCM per Aerospaziale
Prodotto
Dispositivo MCM + SMD
Applicazione
Satellite Aerospaziale
Applicazioni
• Controlli Elettronici per Aerospaziale Satelliti, Base Spaziale
Prodotti
• Circuiti integrati in Multi Chip Module• Elettronica embedded SMD
Tecnologie di Packaging
• MCM• Stack 3D
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Sensori e Sistemi per Domotica
Dispositivo
Applicazione
Sensore Multiparametrico Wireless
Sistema di Controllo della Casa
Applicazioni
• Controllo Automatico per Case/Edifici Sistemi di Monitoraggio e Sicurezza Sistemi di Ausilio per Alloggi Sociali
• Monitoraggio Gas Inquinanti Controllo Emissione Gas (Protocollo Kyoto)
Prodotti
• Sensori Temperatura, Umidità, Luce• Sensori Gas: CH4, CO, H2 Tecnologia Micromaching (MEMS)
Tecnologie di Packaging
• COB• SMD
Sistema Monitoraggio Qualità dell’Acqua
Dispositivo
Applicazione
Monitoraggio Ambientale
Applicazioni
• Monitoraggio Qualità Ambienti Acquatici Laghi, Fiumi, Mari, Falde
• Controlli Qualità Acque Civili e Industriali Rete Idrica, Impianti Depurazione
Prodotti
• Sonda Multiparametrica Integrata con sensori Temp, pH, cond, red-ox, livello, portata, salinità, torbidità, ...
Sonda Integrata
Tecnologie di Packaging
• MCM in Microsistema• SiP
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Sistema Fotovoltaico Innovativo
Dispositivo
Celle Solare a Concentrazione
Applicazione
Pannelli Fotovoltaici a inseguimento
Applicazioni
• Produzione Energie Rinnovabili Impianti Fotovoltaici
Prodotti
• Cella Solare a Concentrazione• Pannelli Fotovoltaici Innovativi
Tecnologie di Packaging
• COB• SiP
Sviluppo Microsistema Custom
Sviluppo Costi Tempi Progetti
Package 1 - 10 KEuro 2 - 3 mesi 60 %
Package + Sensore 10 - 100 KEuro 6 - 9 mesi 30 %
Package + Sensore + ASIC 100 - 500 KEuro 10 - 18 mesi 10 %
Investimenti
adatti alle PMI
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Nuovi Sviluppi Possibili
Settore Applicazione Microsistema
Confezionamento Controllo in linea di inclusioni nelle confezioni Array lineari di sensori ottici o raggi X
Alimentare Controllo della qualità del cibo Array di LED, sensori ottici e chimici
Medicale Macchinari per radiografie digitali a raggi X Array sensori per imaging a raggi X
Vetro Monitoraggio e tracking dello stress nel vetro Sensori vibrazioni e stress + RFID
Pneumatici Controllo in produzione e tracking pneumatici Sensori temperatura e stress + RFID
Termotecnica - Edilizia Strumenti basso costo per termografie Array bolometri per imaging termico
Monitoraggio Ambiente Reti WSN - Wireless Sensor Network Multisensori autonomi e wirelessReti WSN - Wireless Sensor Network Multisensori autonomi e wireless
Cosmesi Misura dello stato di benessere della pelle Array sensori pH, conducibilità, ecc.
[email protected] A. Maglione
grazie per l’attenzione
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